Úvod do chemie, alchymie – maturitní otázka

 

Otázka: Úvod do chemie, alchymie

Předmět: Chemie

Přidal(a): BaruSHKA

 

Chemické počiny

• = oheň, vaření, pečení, zpracování kovů (zlato, bronz, měď), tkaní, koželužství, barvení textilu

 

Alchymie

• vznik ve starověkých civilizacích (Egypt, Řím, Řecko, Arábie, Čína), v Evropě od 12.-13.stol. (Rudolf II.)
• elixír mládí, kámen mudrců, umělý člověk
• přínosem pro chemii byl objev mnoha prvků, kyselin, upřesnily reakce, labor. techniku
• chemie se opět vzkřísila v renesanci
• James Dalton – zakladatel atomistiky

 

OBORY CHEMIE

• obecná chemie
  • základy chem. dějů, zákonitosti stavby látek, vztahy mezi vlastnostmi látek a vnitřní strukturou
• analytická chemie
  • složení látek
• anorganická chemie
  • látky anorganické (prvky, sloučeniny)
• organická chemie
  • organické látky (většina sloučenin uhlíku)
• biochemie, fyzikální chemie, geochemie..

 

ZÁKLADNÍ CHEMICKÉ ZÁKONY

• zákon zachování hmotnosti
  • Lomonosov 1748, Lavoisier 1788
  • hmotnost všech reaktantů se rovná hmotnosti všech
    produktů
• zákon zachování energie
  • Lomonosov 1748
  • energie izolované soustavy je během chem. reakce konstantní
• zákon stálých poměrů slučovacích
  • Proust 1799
  • poměr prvků nebo součástí dané sloučeniny je vždy stejný, nezávisí na způsobu přípravy sloučeniny
• zákon násobných poměrů slučovacích
  • Richter 1791, Dalton 1802
  • tvoří-li spolu dva prvky více sloučenin, pak vzájemný poměr prvků lze vyjádřit malými celými čísly
  • Např.
    • N₂O má poměr 2 : 1
    • N₂O₃ má poměr 2 : 3
• zákon stálých poměrů slučovacích
  • Gay Lussac 1805
  • plyny se slučují v jednoduchých objemových poměrech

 

 

VZNIK A VÝVOJ CHEMICKÉHO NÁZVOSLOVÍ

• v 18. století se používaly v chemii staré alchymistické symboly, kreslené značky
• Emil Votoček
  • 1. názvosloví v ČR, nejjednodušší a nejdokonalejší názvosloví
  • dvojslovné (výjimky – chlorovodík, triviální názvy-lučavka královská(HNO₃ + HCl)

 

OXIDAČNÍ ČÍSLA A PRAVIDLA

• dohodnutá hodnota
• oxidační čísla se značí římskými číslicemi a jejich hodnota se zapisuje vpravo nahoře za symbolem prvku
• hodnoty v rozmezí I až VIII, záporné hodnoty -I až –IV, a 0
• Pravidla:
  • 1.volné atomy mají ox.č. 0 (Ag⁰)
  • 2.atomy stejného prvku v molekulách jednoduch. sloučenin mají ox. č. 0 (H₂⁰)
  • 3.ox.č. kovů mohou nabývat pouze kladných hodnot
  • 4.součet ox. č. všech atomů v molekule je roven nule, tj. molekula je vždy elektroneutrální
  • 5.součet ox.č.  všech atomů ve vícejaderném iontu je roven náboji tohoto iontu
  • 6. ox. č. kyselinotvorného prvku v kyselině a v jejím zůstatku je stejné

 

CHEMICKÉ VZORCE

• grafické znázornění složení, struktury, prostorového uspořádání
• 1.stechiometrický vzorec
  • složení dané sloučeniny, určuje které atomy a v jakém poměru jsou ve sloučenině obsaženy
  • -{CH2}
• 2.molekulový vzorec
  • vyjadřuje nejen stechiometrické složení sloučeniny, ale  i přesné počty vázaných atomů
  • -NO2
• 3.racionální (funkční) vzorec
  • umožňuje zdůraznit přítomnost charakteristických atomových skupin, tzv. funkčních skupin v dané sloučenině
  • -Ca(OH)2
• 4.strukturní (konstituční) vzorec
  • zobrazuje, které atomy jsou navzájem spojeny
  • – H-O-O-H
• 5.elektronový strukturní vzorec
  • graficky vyjadřuje uspořádání valenčních elektronů

 

ZÁKLADNÍ CHEMICKÉ VÝPOČTY, VZORCE

• Látkové množství
  • charakterizuje množství částic v látce
  • jednotka= mol (=takové množství částic, kolik je atomů ve 12g čistého nuklidu uhlíku ₆¹²C
  • Avogadrova konstanta = udává počet částic odpovídající látkovému množství 1 mol
  • látkové množství lze vypočítat, když počet částic N dělíme Avogadrovou konstantou
    • N_A = 6,022 140 76 · 10²³ mol⁻¹
• Molární hmotnost
  • hmotnost 1 molu látky
  • dána podílem hmotnosti látky m a jejího látkového množství n
  • g * mol ^-1
  • M = m/m

• Molární objem
  • objem 1 molu látky
  • dán poměrem objemu látky V a jejího látkového množství n
  • dm³ *mol^-1
  • pro plyny při normálním tlaku a teplotě V_m=22,4 dm³ * mol^-1
  • V_m = V/n
• Atomová hmotnostní konstanta m_u
  • (atomová hmotnost. jednotka u)
  • = jedna dvanáctina hmotnosti atomu nuklidu uhlíku
  • m_u = 1,660 539 068 92(52)×10⁻²⁷ kg
• Relativní atomová hmotnost
  • udává kolikrát je hmotnost atomu prvku X větší než atomová hmotnostní konstanta (jedna dvanáctina atomu nuklidu ¹²C)
  • je rovna podílu skutečné hmotnosti m(X) atomu X a atomové hmotností konstanty m_u
  • číslo A_r  je bezrozměrné, poměrné
  • A_r(X) = m(X)/m_u
• Relativní molekulová hmotnost
  • udává kolikrát je hmotnost molekuly větší
    než atomová hmotnostní konstanta
  • získáme ji také součtem relativních atomových hmotností všech atomů, které ji tvoří
  • je rovna podílu skutečné hmotnosti m(Y) molekuly Y a atomové hmot. konstanty m_u
  •  číslo M_r je bezrozměrné, poměrné
  • M_r(Y) = m(Y)/m_u
• Hmotnostní zlomek
  • udává, jaký hmotnostní díl z celkové hmotnosti soustavy m tvoří látka A
  • je roven podílu hmotnosti m (A) látky A a celkové hmotnosti soustavy m
  • bezrozměrné, pokud vynásobíme 100 získáme hmotnostní procenta
  • w(A)= m(A)/M
• Objemový zlomek
  • udává, jaký objemový podíl z celého objemu soustavy V tvoří látka A
  • je roven podílu objemu V (A) látky A a celkového objemu soustavy V
  • bezrozměrné, pokud vynásobíme 100 získáme objemová procenta
  • φ(A) = V(A)/V
• Látková koncentrace
  • vyjadřuje látkové množství rozpuštěné látky v 1 dm³ roztoku
  • je rovna podílu látkového množství této látky v roztoku n (A) a objemu roztoku V
  • mol * dm^-3
  • c (A) = n (A)V
• Hmotnostní koncentrace
  • vyjadřuje hmotnost rozpuštěné látky v jednotkovém objemu
  • je rovna podílu hmotnosti této látky v roztoku m(A) a objemu roztoku V
  • g * dm^-3
  • C_m(A) = m(A)/V
• Hustota
  • je rovna podílu hmotnosti m a objemu V (homogenní soustava)
  • nebo podílu molární hmotnosti M a molárního objemu V
  • kg * m^-3 , g* cm^-3 , kg * dm^-3
  • ρ=m/V
  • ρ=M/V_m